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碳化鎢的制作方法
發(fā)布時(shí)間：
2019-12-23 16:16
來(lái)源：
碳化鎢的制作方法
以金屬鎢和碳為原料，將平均粒徑為 3～5μm 的鎢粉與等物質(zhì)的量的碳黑用球磨機(jī)干混，充分混合后，加壓成型后放入石墨盤(pán)，再在石墨電阻爐或感應(yīng)電爐中加熱至1400～1700℃，**控制在1550～1650℃。在氫氣流中，*初生成 W2C，繼續(xù)在高溫下反應(yīng)生成WC?；蛘呤紫葘⒘驶u在650～1000℃、CO氣氛中熱分解制得鎢粉，然后與一氧化碳于1150℃反應(yīng)擁有 WC，溫度高于該溫度可生成 W2C。
化學(xué)反應(yīng)式：
2W + C = W2C
W + C = WC
將三氧化鎢WO3加氫還原制得鎢粉（平均粒度3～5μm）。再把鎢粉與炭黑按等摩爾比的混合物（用球磨機(jī)干混約10h），在1t/cm2 左右的壓力下加壓成型。將該加壓成型料塊放進(jìn)石墨盤(pán)或坩堝內(nèi)，用石墨電阻爐或感應(yīng)電爐在氫氣流中（使用露點(diǎn)為 -35℃ 的純氫）加熱至1400～1700℃（**是1550～1650℃），使之滲碳則生成WC。反應(yīng)從鎢粒周?chē)_(kāi)始進(jìn)行，因?yàn)樵诜磻?yīng)初期生成W2C，由于反應(yīng)不完全（主要是反應(yīng)溫度低）除WC之外尚殘存有未反應(yīng)的W及中間產(chǎn)物W2C。所以**加熱到上述高溫。應(yīng)該根據(jù)原料鎢的粒度大小來(lái)確定**溫度。如平均粒度為150μm 左右的粗粒，則在1550～1650℃的高溫下進(jìn)行反應(yīng)。
化學(xué)反應(yīng)式：
WO3 + 3H2 → W + 3H2O
2WO3 + 3C → 2W + 3CO2
2W + C = W2C
W + C = WC
硬質(zhì)合金對(duì)碳化鎢WC粒度的要求，根據(jù)不同用途的硬質(zhì)合金，采用不同粒度的碳化鎢；硬質(zhì)合金切削刀具，比如切腳機(jī)刀片V-CUT刀等，精加工合金采用超細(xì)亞細(xì)細(xì)顆粒碳化鎢；粗加工合金采用中顆粒碳化鎢；重力切削和重型切削的合金采用中粗顆粒碳化鎢做原料；礦山工具巖石硬度高沖擊負(fù)荷大采用粗顆粒碳化鎢；巖石沖擊小沖擊負(fù)荷小，采用中顆粒碳化鎢做原料耐磨零件；當(dāng)強(qiáng)調(diào)其耐磨性抗壓和表面光潔度時(shí)，采用超細(xì)亞細(xì)細(xì)中顆粒碳化鎢做原料；耐沖擊工具采用中粗顆粒碳化鎢原料為主。
碳化鎢理論含碳量為6.128%（原子50%），當(dāng)碳化鎢含碳量大于理論含碳量則碳化鎢中出現(xiàn)游離碳（WC+C），游離碳的存在燒結(jié)時(shí)使其周?chē)奶蓟u晶粒長(zhǎng)大，致使硬質(zhì)合金晶粒不均勻；碳化鎢一般要求化合碳高（≥6.07%）游離碳（≤0.05%），總碳則決定于硬質(zhì)合金的工藝和使用范圍。
正常情況下石蠟工藝真空燒結(jié)用碳化鎢總碳主要決定于燒結(jié)前壓塊內(nèi)的化合氧含量含一份氧要增加0.75份碳即WC總碳=6.13%+含氧量%×0.75（假設(shè)燒結(jié)爐內(nèi)為中性氣氛實(shí)際上多數(shù)真空爐為滲碳?xì)夥账锰蓟u總碳小于計(jì)算值）。
中國(guó)碳化鎢的總碳含量大致分為三種石蠟工藝真空燒結(jié)用碳化鎢的總碳約為6.18±0.03%（游離碳將增大）石蠟工藝氫氣燒結(jié)用碳化鎢的總碳含量為6.13±0.03%橡膠工藝氫氣燒結(jié)用碳化鎢總碳=5.90±0.03%上述工藝有時(shí)交叉進(jìn)行因此確定碳化鎢總碳要根據(jù)具體情況。
不同使用范圍、不同鈷含量、不同晶粒度的合金所用 WC 總碳可做一些小的調(diào)整。低鈷合金可選用總碳偏高的碳化鎢，高鈷合金則可選用總碳偏低的碳化鎢?？傊?，硬質(zhì)合金的具體使用需求不同對(duì)碳化鎢粒度的要求也不同。
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